Mg基塊體非晶合金的力學(xué)性能研究.pdf

1、用銅模噴鑄法成功地制備了直徑為3mm、成分為Mg65Cu25Gd10(原子百分比)的塊體非晶合金樣品。采用XRD、DSC和SEM等方法研究了塊體非晶合金的結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)性質(zhì)和斷口形貌。研究了退火工藝對(duì)合金納米壓入過(guò)程的影響以及溫度和應(yīng)變速率對(duì)壓縮性能的影響。在本實(shí)驗(yàn)所測(cè)定的范圍內(nèi),應(yīng)變速率對(duì)室溫下Mg65Cu25Gd10塊體非晶合金的強(qiáng)度沒(méi)有明顯的影響。Mg65Cu25Gd10塊體非晶合金的強(qiáng)度為785±40MPa。斷口由河流區(qū)、粗糙區(qū)和

2、光滑區(qū)組成;光滑區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)為周期性的條紋,粗糙區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)為韌窩結(jié)構(gòu);在較低的應(yīng)變速率下,周期性條紋的波長(zhǎng)沒(méi)有明顯變化,當(dāng)應(yīng)變速率增加至1×10-1s-1時(shí),條紋波長(zhǎng)下降。退火處理對(duì)非晶合金在納米壓入過(guò)程中的變形行為會(huì)產(chǎn)生影響。退火態(tài)試樣的加載曲線的臺(tái)階寬度比非晶態(tài)試樣窄;隨著退火時(shí)間的增加,加載曲線臺(tái)階的寬度先增加后減小,預(yù)示著剪切帶的擴(kuò)展與受限。剪切帶的形核和增殖決定了塊體非晶合金的納米壓入過(guò)程中力學(xué)行為。塊體非晶合金在過(guò)冷液相區(qū)

3、的變形行為與溫度以及變形速率密切相關(guān)。在給定的應(yīng)變速率和溫度下,先發(fā)生彈性變形,應(yīng)力增加至峰值后開(kāi)始下降,最后達(dá)到一穩(wěn)定值。峰值應(yīng)力隨著應(yīng)變速率的增加而增加,隨著溫度的升高而降低。塊體非晶合金在高溫下的變形行為對(duì)應(yīng)著合金由非牛頓流體向牛頓流體的轉(zhuǎn)變。高溫下,隨應(yīng)變速率的增加,合金的粘度變化不大,反映了較好的塑性。當(dāng)變形溫度高于晶化溫度,塊體非晶合金發(fā)生晶化,斷口呈沿晶斷裂特征。低溫下,應(yīng)變速率由1.3×10-3s-1增至4.0×10-3